Буровое научно-исследовательское судно

Изобретение относится к области судостроения, а именно к буровым судам. Предложено буровое научно-исследовательское судно, имеющее корпус, буровую вышку, буровую шахту для опускания бурильной колонны, оборудованную палубными и днищевыми закрытиями, выполненными в виде прямоугольных поворотных крышек, при этом в поворотные крышки вварены полукольца, которые в закрытом положении образуют ограничительные кольца для прохода бурильной колонны, а их внутренние диаметры обеспечивают при качке судна изгиб бурильной колонны по большому радиусу, т.е. ограничивают изгиб бурильной колонны. Крышки не занимают место в рабочих зонах судна и позволяют производить операции с крупногабаритным оборудованием. 2 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, а точнее к буровым научно-исследовательским судам (БНИС). БНИС оборудованы устройствами для ограничения изгиба бурильной колонны при качке судна. При бурении бурильная колонна (БК) испытывает огромные напряжения: растягивающие от собственного веса, изгибные от действия течения воды и качки судна, скручивающие от вращательного момента.

Наиболее нагруженной является верхняя часть БК, располагающаяся между ротором и днищем судна, испытывающая знакопеременные (циклические) изгибные напряжения, вызванные качкой судна. С целью уменьшения этих циклических напряжений на БНИС используются направляющие раструбы, идущие от верхней (главной) палубы до днища судна.

Направляющие раструбы конструктивно выполняются в виде вертикальной трубы с увеличивающимся вниз диаметром и с внутренней поверхностью большого радиуса (R). БК при крене судна ложится на эту поверхность, при этом изгиб БК происходит с большим радиусом, что уменьшает деформацию и, соответственно, уменьшает циклические изгибные напряжения.

Наличие в конструкции БНИС направляющего раструба значительно увеличивает циклическую прочность БК, а срок службы БК увеличивается с 3 до 4 лет, причем предельное количество циклов линейно зависит от кривизны внутренней поверхности раструба (1/R) (Шостак В.П. «Эффективность техники освоения океана. Направления проектных исследований», Киев: Наукова Думка, 2002).

На отечественном БНИС проекта 16281 «Наука» раструб вварен в корпус, что не позволяет организовать на судне буровую шахту для спуска крупногабаритного оборудования к устью скважины - воронки повторного ввода.

Известно американское БНИС «Joides Resolution)) (http://www-odp.tamu.edu/publications/tnotes/tn31/jr/fig_02.htm), имеющее буровую шахту с двумя сдвижными закрытиями и направляющим раструбом. Направляющий раструб выполнен сборным из двух блоков: верхнего съемного, устанавливаемого на нижний блок на главной палубе, и нижнего, состоящего из двух половинок, закрепленных на крышках сдвижных люков для закрытия буровой шахты и размещенных в ней.

Для обеспечения спуска крупногабаритного оборудования, в первую очередь воронок повторного ввода, верхний блок раструба снимается с нижнего, люки закрытия буровой шахты с закрепленными на них половинами нижнего блока раструба раздвигаются в стороны, и буровая шахта открывается для выполнения спускоподъемных операций.

К недостаткам судна «Joides Resolution)), можно отнести следующие:

- сдвижные половины нижнего блока раструба установлены на торцы крышек закрытия буровой шахты; при раскрытии крышек половины раструба сдвигаются к стенкам буровой шахты, остаются в рабочей зоне и уменьшают ее полезный объем;

- на нижний блок раструба на главной палубе предусматривается установка верхнего съемного блока, что требует полного подъема бурильной колонны и освобождения места на главной палубе для монтажа;

- установка верхнего блока на нижний - это отдельная технологическая операция, для выполнения которой требуется дополнительное время.

- блоки раструба являются крупногабаритным оборудованием, что загромождает рабочие пространства судна, для компенсации уменьшения объемов требуется соответствующее увеличение подвышечного пространства, увеличения размеров буровой шахты и соответственно в конечном итоге габаритов судна.

Известен также БНИС (Библиографическое описание: Гамсахурдия Г.Р., Басович Д.В., Бачурин А.А. Технология разведочного бурения нефть и газ с бурового научного - исследовательского судна //Технические науки: теория и практика: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Чита, январь 2014 г.). - Чита: Издательство Молодой ученый, 2014. - С. 65-74. - URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/88/4697/, который принят в качестве аналога.

БНИС - аналог выполнен с буровой шахтой увеличенного размера по длине, которая имеет днищевые и палубные закрытия в виде поворотных крышек, а направляющий раструб выполнен сдвижным и размещен в кормовой части буровой шахты.

К недостатку БНИС-аналога можно отнести следующее:

- наличие сдвижного раструба, размещающегося в буровой шахте, требует соответствующего увеличения ее размеров, что приводит к увеличению размерений судна и его цены.

- для передвижения раструба из походного положения (из кормовой части буровой шахты) в рабочее положение (под буровую вышку в центр буровой шахты) требуются установка в буровой шахте устройств передвижения раструба и установка устройств стопорения раструба, что усложняет конструкцию судна в целом.

Из теории прочности балок с большим удлинением (В.В. Давыдов, Н.В. Маттес, И.Н. Свирцев - Учебный справочник по прочности судов внутреннего плавания: издание второе, переработанное и дополнительное - Издательство «Речной транспорт», Москва - 1958 г.), известно, что в случае изгиба балки, имеющую с одной стороны жесткую заделку, и лежащую на опорах и загруженную поперечными силами с другой стороны от опор, касательные напряжения, возникающие от реакции этих опор, в суммарных нормируемых напряжениях составляют малую величину (до 5%) и ими можно пренебречь.

При этом линия изгиба балки между опорами и жесткой заделкой может быть приближена к дуге большого радиуса. За счет сдвижки опор в перпендикулярном оси балки направлении. Следовательно, для БК, которая представляет собой балку сверхбольшого удлинения, ее малую кривизну и соответственно незначительную деформацию в районе входа БК в судно можно обеспечить несколькими кольцами, оказывающими на БК точечное воздействие и обеспечивающими изгиб БК по дуге большого радиуса.

Целью настоящего изобретения является предложить БНИС, имеющее буровую шахту с закрытиями, выполненными в виде поворотных крышек с устройством для ограничения изгиба бурильной колонны при качке судна, не занимающем место в рабочих зонах судна.

Цель изобретения достигается за счет замены на БНИС направляющего раструба для БК с большими габаритами на ограничительные кольца с малыми размерами, через которые проходит БК при выполнении буровых работ и которая при изгибах от качки судна ложится на внутренние поверхности этих колец как на опоры, при этом ограничительные кольца устанавливаются на створках крышек устройства закрытия буровой шахты, а внутренний диаметр колец выбирается из условия обеспечения изгиба БК по дуге большого радиуса.

Предлагаемое изобретение поясняется на чертеже (фиг. 1), на котором изображен общий вид БНИС.

БНИС 1 имеет корпус 2, в котором под буровой вышкой 3 размещена прямоугольная буровая шахта 4, выгороженная водонепроницаемыми поперечными переборками 5 и продольными переборками 6. На уровне главной палубы 7 буровая шахта 4 закрывается двумя прямоугольными поворотными крышками 8, в каждую из которых вварены полукольца 9 диаметра d1.

В закрытом положении крышек 8 полукольца 9 образуют верхнее ограничительное кольцо. Днищевой вырез буровой шахты 4 имеет для закрытия днищевые прямоугольные поворотные крышки 13, в каждую из которых вварены полукольца 14 d2, большего, чем d1. В закрытом положении днищевых крышек 13 полукольца 14 соединяются и образуют единое днищевое ограничительное кольцо.

При начале бурения, БК 10 опускаются из буровой вышки 3 через ротор 11 и спайзер 12 и затем через верхнее ограничительное кольцо, образованное полукольцами 9, и днищевое ограничительное кольцо, образованное полукольцами 14.

При качке БНИС 1, буровые трубы БК 10 изгибаются по большому радиусу R, за счет контакта с верхним ограничительным кольцом, в точке 1 и контакта с днищевым ограничительным кольцом, в точке 2. Диаметр d1, верхнего ограничительного кольца и диаметр d2 днищевого ограничительного кольца выбираются из условия обеспечения изгиба БК 10 с наибольшим радиусом R.

На чертеже (фиг. 2) показан поперечный разрез БНИС 1 по буровой шахте 4 с открытыми крышками 8 и 13 для спуска через шахту 4 крупногабаритного оборудования 15 (райзера, блока превенторов, воронки для повторного ввода и другого оборудования). Крышки 8 и 13 показаны в открытом положении.

Буровое научно-исследовательское судно, имеющее корпус, буровую вышку, буровую шахту для опускания бурильной колонны, оборудованную палубными и днищевыми закрытиями, выполненными в виде прямоугольных поворотных крышек, отличающееся тем, что в поворотные крышки вварены полукольца, которые в закрытом положении образуют ограничительные кольца для прохода бурильной колонны, а их внутренние диаметры обеспечивают при качке судна изгиб бурильной колонны по большому радиусу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам шельфового бурения скважин на дне арктических морских регионов. Для осуществления способа проводят планирование бурения верхней части ствола скважины в течение зимнего сезона до глубины выше нефтегазоносного пласта, когда вода в точке бурения по меньшей мере частично покрыта льдом.

Изобретение относится к области подводного бурения. Способ рытья шахты для буровой скважины заключается в том, что погружают устройство для рытья, имеющее в своем составе облицовку шахты, на дно водоема, причем устройство для рытья содержит прижимные башмаки, прикрепленные к шарнирным плечам, выполненным с возможностью выдвижения и втягивания для выборочной фиксации устройства для рытья в нужном положении в облицовке шахты, первый двигатель, соединенный с буровым долотом и прикрепленный к устройству для рытья с помощью поворотного элемента, работой которого управляют таким образом, чтобы угол расположения первого двигателя относительно продольной оси устройства для рытья можно было регулировать в процессе работы, средства для перемещения устройства для рытья вверх и вниз, и второй двигатель, прикрепленный к устройству для рытья, обеспечивающий возможность поворота первого двигателя относительно продольной оси, роют шахту скважины путем приведения в действие устройства для рытья, одновременно погружая облицовку шахты в шахту для буровой скважины до тех пор, пока верх облицовки шахты не окажется, по существу, на уровне дна водоема, роют пилотную скважину под дном шахты с помощью устройства для рытья и вводят устьевую опорную трубу в пилотную скважину.

Изобретение относится к области подводного бурения. Способ рытья шахты для буровой скважины заключается в том, что погружают устройство для рытья, имеющее в своем составе облицовку шахты, на дно водоема, причем устройство для рытья содержит прижимные башмаки, прикрепленные к шарнирным плечам, выполненным с возможностью выдвижения и втягивания для выборочной фиксации устройства для рытья в нужном положении в облицовке шахты, первый двигатель, соединенный с буровым долотом и прикрепленный к устройству для рытья с помощью поворотного элемента, работой которого управляют таким образом, чтобы угол расположения первого двигателя относительно продольной оси устройства для рытья можно было регулировать в процессе работы, средства для перемещения устройства для рытья вверх и вниз, и второй двигатель, прикрепленный к устройству для рытья, обеспечивающий возможность поворота первого двигателя относительно продольной оси, роют шахту скважины путем приведения в действие устройства для рытья, одновременно погружая облицовку шахты в шахту для буровой скважины до тех пор, пока верх облицовки шахты не окажется, по существу, на уровне дна водоема, роют пилотную скважину под дном шахты с помощью устройства для рытья и вводят устьевую опорную трубу в пилотную скважину.

Группа изобретений относится к области глубоководного бурения и может быть использована при структурно-картировочном, поисковом и разведочном бурении. На подготовительном этапе, предусматривающем спуск забойного механизма, бурение под кондуктор, его установку и цементирование и установку райзера и соединение верхней его части с судном, а нижней - с кондуктором, используют устройство для бурения с бурильной колонной, составленной из бурильных труб с резьбовыми соединениями.

Изобретение относится к подводной добыче. Технический результат заключается в повышении эффективности подводной добычи и упрощении транспортировки и хранения вынутого материала-основы.

Изобретение относится к буровым модулям, предназначенным для бурения нефтяных и газовых скважин на шельфах морей. Техническим результатом является обеспечение режима непрерывного бурения и непрерывной циркуляции бурового раствора, а также транспортировки, установки и замены устьевого оборудования без привлечения дополнительных технических средств.

Изобретение относится к области сооружения скважин на большой и сверхбольшой глубине. Способ сооружения скважины (1) для разработки месторождения нефти или газа, включающий следующие этапы: бурение скважины в пласте, расположенном под водой на глубине по меньшей мере 3600 м, достигая указанного пласта с поверхности воды с помощью бурильной водоотделяющей колонны (7) и бурильного инструмента, проходящего внутри указанной бурильной водоотделяющей колонны; установку в пласт эксплуатационной колонны, называемой также эксплуатационным кожухом (300Е); извлечение через бурильную водоотделяющую колонну (7) по меньшей мере одного из следующего: циркулирующую бурильную текучую среду, нефть или природный газ, поступающие из указанных пластов, и образовавшиеся в результате бурения материалы.

Группа изобретений относится к буровому инструменту для бурения отверстий в цементной балластной цистерне буровой платформы для получения доступа к внутреннему пространству в указанной балластной цистерне.

Изобретение относится к способу бурения скважин с судна и судно для него. Судно включает в себя буровую установку для бурения скважины.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к разведочному бурению при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых на шельфах морей. Подводная буровая установка выполнена в виде подводной лодки с отсеками и межбортным пространством.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для сбора и распределения потоков пластовой продукции из скважин, распределения химических реагентов и сигналов управления системой добычи.

Изобретение относится к разработкам глубоководных морских месторождений природного газа (ПГ), в частности, при освоении арктического Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ) посредством морской добывающей платформы природного газа, осуществляющей осушку, очистку ПГ вплоть до соответствия ПГ ГОСТ 5542 и ГОСТ 27577.

Изобретение относится к способу сбора газа, такого как метан, бутан или этан, выходящего из исходного материала, который существует на морском дне или дне озера. Выпускают собирающую мембрану в воду, причем крепежное устройство соединено с нижним концом собирающей мембраны.

Группа изобретений относится к технологиям укладки трубопроводов при подводной добыче углеводородов. При осуществлении способа прикрепляют натяжной элемент вдоль участка трубопровода в по меньшей мере двух местах, прикрепляют поплавковый элемент к натяжному элементу для изгибания участка трубопровода, отсоединяют поплавковый элемент, тем самым обеспечивая непосредственную стыковку трубопровода.

Группа изобретений относится к области добычи текучих сред из подземных пластов-коллекторов и, в частности, к способам транспортировки добываемой текучей среды из скважины и связанного с этим оборудования.

Изобретение относится к способу предотвращения образования гидратов в текучих средах, содержащих газы или газовые конденсаты. Способ включает воздействие на указанные текучие среды электромагнитными волнами в пределах видимой и инфракрасной области спектра, заключенной в диапазоне λ от 500 нм или более до менее 1 мм (от более 300 ГГц до 600 ТГц или менее), для предотвращения образования кристаллических связей, ответственных за образование указанных гидратов.

Изобретение относится к разработке глубоководных морских месторождений природного газа, в частности арктического Штокмановского газоконденсатного месторождения.

Группа изобретений относится к устройствам передачи крутящего момента без механического контакта между ведущим и ведомым ротором, в частности к узлам передачи крутящего момента с магнитной муфтой в погружных нефтедобывающих установках.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к погружным насосным установкам с приводом от герметичного погружного электродвигателя для перекачивания скважинной жидкости.

Изобретение относится к способу утилизации попутного газа, образующегося при морской добыче нефти. Технический результат - исключение выбросов попутного газа в атмосферу в виде продуктов его сжигания и снижение затрат на утилизацию по сравнению с существующими методами.

Изобретение относится к области технологии судостроения. Предложен способ интегрированного строительства и монтажа оборудования верхнего технологического блока плавучего основания, выполняемый на умной верфи, объединяющей в себе завод модулей для морского строительства и судоверфь, и в основном содержащий следующие этапы: этап S1, на котором осуществляют строительство верхнего технологического блока плавучего основания, для создания комплектного модуля вспомогательных средств и модуля технологического процесса; этап S2, на котором транспортируют верхний технологический блок плавучего основания целиком до области окончательной сборки для интегральной установки; этап S3, на котором осуществляют монтаж укомплектованного модуля вспомогательных средств и модуля технологического процесса на корпус судна посредством системы поддомкрачивания и сдвигающей системы; и этап S4, на котором осуществляют общую пусконаладку.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к буровым судам. Предложено буровое научно-исследовательское судно, имеющее корпус, буровую вышку, буровую шахту для опускания бурильной колонны, оборудованную палубными и днищевыми закрытиями, выполненными в виде прямоугольных поворотных крышек, при этом в поворотные крышки вварены полукольца, которые в закрытом положении образуют ограничительные кольца для прохода бурильной колонны, а их внутренние диаметры обеспечивают при качке судна изгиб бурильной колонны по большому радиусу, т.е. ограничивают изгиб бурильной колонны. Крышки не занимают место в рабочих зонах судна и позволяют производить операции с крупногабаритным оборудованием. 2 ил.

Наверх